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WO2010115502A1 - Rotor having a load-limiting device for limiting torque - Google Patents

Rotor having a load-limiting device for limiting torque Download PDF

Info

Publication number
WO2010115502A1
WO2010115502A1 PCT/EP2010/001570 EP2010001570W WO2010115502A1 WO 2010115502 A1 WO2010115502 A1 WO 2010115502A1 EP 2010001570 W EP2010001570 W EP 2010001570W WO 2010115502 A1 WO2010115502 A1 WO 2010115502A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rotor
flange portion
connection surface
web
mold
Prior art date
Application number
PCT/EP2010/001570
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Rainer Schmitt
Thomas Pütz
Original Assignee
Gkn Sinter Metals Holding Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gkn Sinter Metals Holding Gmbh filed Critical Gkn Sinter Metals Holding Gmbh
Publication of WO2010115502A1 publication Critical patent/WO2010115502A1/en

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D9/00—Couplings with safety member for disconnecting, e.g. breaking or melting member
    • F16D9/06—Couplings with safety member for disconnecting, e.g. breaking or melting member by breaking due to shear stress
    • F16D9/08—Couplings with safety member for disconnecting, e.g. breaking or melting member by breaking due to shear stress over a single area encircling the axis of rotation, e.g. shear necks on shafts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/02—Compacting only
    • B22F3/03—Press-moulding apparatus therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • B22F5/10—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of articles with cavities or holes, not otherwise provided for in the preceding subgroups
    • B22F5/106—Tube or ring forms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D27/00—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor
    • F16D2027/008—Details relating to the magnetic circuit, or to the shape of the clutch parts to achieve a certain magnetic path
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D27/00—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor
    • F16D27/10—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor with an electromagnet not rotating with a clutching member, i.e. without collecting rings
    • F16D27/108—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor with an electromagnet not rotating with a clutching member, i.e. without collecting rings with axially movable clutching members
    • F16D27/112—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor with an electromagnet not rotating with a clutching member, i.e. without collecting rings with axially movable clutching members with flat friction surfaces, e.g. discs

Definitions

  • the invention relates to a rotor with an overload protection for a torque limiter. Furthermore, the invention relates to a pressing tool and a method for producing a sintered compact from a powdery material, wherein the pressure is formed in the shape of the rotor.
  • the rotor or the sintered pressing in various technical applications for torque transmission and torque limiting can be useful.
  • Torque limiting devices are known in the art.
  • a torque limiting device is known, which is used in connection with a compressor of an automotive air conditioning system, wherein the compressor is dispensed with a use of e- lektromagnetician coupling to interrupt a rotational movement and an associated torque transmission.
  • This torque limiting device in the case of a blocking compressor shaft, prevents torque transmission from an engine that drives, among other things, the compressor, to the compressor shaft by breaking a torque transmitting linkage member in the form of a pin at a defined predetermined breaking point to prevent a belt driving the compressor shaft which is driven by the motor and which drives a pulley connected to the compressor shaft via the connecting member, is destroyed as a result of self-adjusting overload.
  • the invention is based on the object of providing a torque limiting device which, compared to the cited prior art, represents an optimization with regard to a compact design.
  • the torque limiting device should be easy and inexpensive to produce at the same time. Furthermore, the torque limiting device should be used universally regardless of the aforementioned prior art.
  • a rotor with an overload protection for a torque limitation is proposed, wherein the overload protection is implemented in a flange section of the rotor.
  • the flange section comprises a first section formed as an outer ring, which is connected to a third section of the flange section via at least one web section, which forms a second section of the flange section.
  • the web portion extends at least in one direction and thereby tapers to a connection surface, which acts as a predetermined breaking point at which the web portion breaks at a defined overload.
  • the rotor is preferably designed as a sintered component.
  • An advantage of this proposed overload protection is that the rotor embodies a compact design and thus can contribute to a saving of space in connection with a wide variety of technical applications.
  • the rotor is designed as a sintered component.
  • This advantage lies in the fact that a dividing, cutting or cutting and / or forming machining of the rotor for generating the proposed design of the web section or connecting web with the predetermined breaking point is eliminated.
  • this circumstance advantageously contributes to the simplification of a production method for such a rotor.
  • this fact contributes to cost savings in manufacturing such a rotor.
  • a powdery substance is pressed into a press to be sintered, also called a green compact.
  • the pressing then obtains its final strength during sintering, in that the compressed powdery material forms a coherent crystal structure as it passes through a sintering furnace through diffusion and recrystallization processes.
  • the at least one web portion extends at least in the radial direction of the flange portion and thereby tapers to the connection surface. Additionally or alternatively, the web portion may also extend in the longitudinal direction of the flange portion and thereby up to the connection surface rejuvenate. The web portion may have a component in the radial direction of the flange portion and / or a component in the longitudinal direction of the flange portion with respect to its extension and / or taper.
  • the web section tapers from the outer ring to the third section of the flange section or in the direction of the third section of the flange section as far as the connection surface.
  • the web portion can also taper from the third portion of the flange portion to the outer ring or in the direction of the outer ring to the connection surface. In this case, the taper of the web portion in the shape of a conical, convex and / or concave taper be educated.
  • connection surface extends in the longitudinal direction of the flange section or rotor at least over a region of the flange thickness. According to a preferred embodiment, the connection surface extends in the longitudinal direction of the flange section or rotor over the entire flange thickness. This possibility of variation makes it possible to set a defined breaking load at which the web section breaks at the connection surface.
  • At least a first web portion and a second web portion are provided between the outer ring and the third portion of the flange portion, which together form the second portion of the flange portion.
  • a plurality of web sections preferably a total of eight web portions are provided, which are preferably uniformly spaced from each other in Ümfangscardi of the flange portion.
  • This embodiment also represents a possibility of variation, via which an adjustment of a defined breaking load is made possible, in which the respective web sections break at the associated connection surface.
  • connection surface does not extend over the entire flange thickness, but rather only over a region of the flange thickness.
  • connection surface is formed adjacent to a first end side of the flange portion. Additionally or alternatively, the connection surface may also be formed adjacent to a second end face of the flange portion, which may be formed preferably plane-parallel to the first end side. Additionally or alternatively, the connection surface can also be formed in a region of the flange section between the first and the second end side.
  • the rotor is formed as a one-piece component.
  • the rotor may also be assembled from at least two parts.
  • the rotor is substantially formed as a hollow cylinder having a flange portion of the type described above.
  • the rotor has a through hole which extends through the flange portion and an adjoining portion.
  • the hollow-shaped formation of the rotor advantageously contributes to a saving of material and weight.
  • a use of a rotor of the type described above in a vehicle in combination, for example, with a compressor, a pump and / or a starter is proposed.
  • the vehicle may be a land vehicle, watercraft, aircraft or a combination thereof.
  • the flange portion of the rotor is used as an overload protection for torque limiting, wherein the connection surface of the respective web portion acts as a predetermined breaking point at which the web portion breaks at a defined overload.
  • a pressing tool for producing a sintered compact of a powdery substance, wherein the sintered pressing can be useful as a rotor of the type described above in a variety of technical applications.
  • the pressing tool has in this case: a mold for receiving the powder-shaped material, wherein the mold comprises at least one lower punch and at least one die, and at least one upper punch for pressing the powdered substance to the pressing, wherein the upper punch cooperates with the mold.
  • the upper punch and the mold in this case have a shaping geometry, which corresponds to the geometry of a rotor according to the previously described type, so that in the interaction of the upper punch with the mold, a pressure in the form of such a rotor can be formed.
  • the mold may additionally have at least one mandrel for creating a free space in a flange section of the compact, so that upon interaction of the upper punch with the mold, a pressure in the form of a rotor of the type described above can be formed.
  • the mold may additionally have at least one central mandrel to form a substantially hollow-cylindrical pressing with a through-hole, so that when the upper punch interacts with the mold, a pressure in the form of a rotor of the type described above can be formed.
  • a method for producing a sintered compact of a pulverulent material, in which the powdery substance is filled into a mold of a pressing tool and by means of at least one upper punch of the pressing tool, which cooperates with the mold, applying a force to the pressing is pressed, wherein during pressing a pressure in the form of a rotor is formed in the manner described above.
  • a pressing tool is used in the manner described above.
  • FIG. 3 shows a fourth, fifth and sixth embodiment of a proposed rotor
  • Fig. 4 is a schematic representation of a proposed pressing tool for producing the third embodiment of the rotor shown in FIG. 2 and
  • Fig. 5 shows a modification of the previously presented, proposed embodiments.
  • FIG. 1 illustrate two prior art embodiments of a one-piece rotor 8 intended for use in a magnetic coupling which may be intended for use in a cash machine. These two embodiments are each shown in a sectional front view and in a plan view. The sectional views and front views, respectively, relate to the respective sectional lines depicted in plan view.
  • These two rotors 2 are each formed substantially hollow cylinder-shaped with a through hole 16 and each comprise a portion 6 and an adjoining flange 4.
  • the flange 4 in turn comprises an outer ring 8 and an inner ring arranged on the inner ring 8 to the inner ring 12th , wherein the outer ring 8 via a total of four web sections 10 is connected to the inner ring 12.
  • the web portions 10 are over the circumference of the flange section 4 evenly spaced from each other.
  • the outer ring 8, the inner ring 12 and the four web portions 10 thereby form a total of four free spaces 14. These two embodiments differ only from each other in that the web cross-sections are dimensioned differently.
  • the right-hand illustration in FIG. 1 has a smaller web cross section than the left-hand illustration.
  • the proposed rotors 2 shown in FIGS. 2, 3 and 5 are each preferably designed substantially as a hollow cylinder with a through hole 16. These rotors 2 each comprise a cylindrical section 6, to which a flange section 4 with an integrated overload protection adjoins, which is designed as such substantially cylindrical.
  • the through hole 16 extends through these two sections 4 and 6.
  • the flange section 4 comprises an outer ring 8, which forms a first section of the flange section 4. Because of the hollow cylindrical shape of the rotor 2, the flange portion 4 further includes an inner ring 12 forming a third portion of the flange portion 4. This inner ring 12 is preferably arranged lying inside to the outer ring 8.
  • the outer ring 8 is connected to the inner ring 12 via at least one web section 10, which forms a second section of the flange section 4.
  • FIGS. 2 and 3 The embodiments of the proposed connecting webs 10 illustrated in FIGS. 2 and 3, which are discussed below, represent an improvement over the previously described prior art (FIG. 1), the improvement being specified in detail Predetermined breaking point is. These embodiments are each shown in a sectional front view and in a plan view. The sectional views and front views, respectively, relate to the respective sectional lines depicted in plan view.
  • FIGS. 2 and 3 have in common that the respective web section 10 preferably extends in the radial direction of the flange section 4 and thereby tapers to a connection surface A.
  • the web section 10 may additionally and alternatively also extend and / or taper in the longitudinal direction of the flange section 4.
  • Fig. 2 illustrates three embodiments of a rotor 2, in which the outer ring 8 via preferably eight web sections 10 is connected to the inner ring 12.
  • the individual web sections 10 are preferably uniformly spaced from one another in the circumferential direction of the flange section 4.
  • FIG. 2 illustrates an embodiment in which the web section 10 tapers from the inner ring 12 to the outer ring 8 or in the direction of the outer ring 8 as far as the connection surface A (FIG. 2 a).
  • FIG. 2 a Below the top view of FIG. 2 a, an enlargement X of one of the web sections 10 of FIG. 2 a is represented, x 'symbolizing an extension of the connection surface A in the circumferential direction of the flange section 4.
  • the web section 10 tapers from the outer ring 8 to the inner ring 12 or in the direction of the inner ring 12 up to the connection surface A (FIG. 2b).
  • the middle representation represents, so to speak, a reversal to the ridge portion formation, which is based on FIG. 2a.
  • the web portion 10 tapers both from the inner ring 12 to the outer ring 8 and in the direction of the outer ring 8 to the connection surface A and from the outer ring 8 to the inner ring 12 and in the direction of the inner ring 12 to the Connection surface A (Fig. 2c).
  • the right representation represents, so to speak, one
  • the two converging and thereby tapering sections of the web section 10 are preferably dimensioned substantially the same, so that the attachment surface A is preferably substantially in the center between the inner ring 12 and the outer ring 8 is arranged.
  • the respective web sections 10 taper, preferably conically. Additionally or alternatively, a convex and / or concave taper of the respective web portions 10 may be provided.
  • connection surface A preferably extends over the entire flange thickness H. This can be clearly seen from the individual sectional view of FIG. NEN front views that describe cross-sectional views along the respective sectional lines shown in plan view. According to an alternative embodiment, the connection surface A may also extend over only a portion of the flange thickness H. This makes it possible to set a lower breaking load at which the web sections 10 acting as overload protection break. According to the representations of FIG. 2, the two end faces 18 and 20 of the flange portion 4 are preferably formed plane-parallel to one another.
  • FIG. 3 illustrates three further, preferably rotationally symmetrical configurations of a rotor 2, in which the outer ring 8 is connected to the inner ring 12 via only one web section 10. Because of the rotationally symmetrical configuration, the web portion 10 extends over the entire circumference of the flange portion 4. Alternatively, the web portion 10 may extend over only a portion of the circumference. This also makes it possible to set a lower breaking load, in which act as an overload protection web sections 10 break.
  • FIG. 3 have in common that the web portion 10 preferably extends over only a portion of the flange thickness H.
  • the web portion 10 tapers from the inner ring 12 to the outer ring 8 or in the direction of the outer ring 8 to the connection surface A and / or from the outer ring 8 to the inner ring 12 and in the direction of the inner ring 12 to the connection surface A ( Fig. 3a, Fig. 3b, Fig. 3c).
  • the respective web portions 10 are tapered, preferably conically. Additionally or alternatively, a convex and / or concave taper of the respective web portions 10 may be provided.
  • the web portion 10 extends in the circumferential direction of the flange portion 4 and at least partially over the entire flange thickness H.
  • the attachment surface A is formed adjacent to a first end face 18 of the flange section 4 (FIG. 3 a).
  • the inner ring 12 and the outer ring 8 thereby form a preferably circumferential groove 22, which extends from a second end face 20 to the connection surface A.
  • the groove 22 is thus facing the second end face 20.
  • Fig. 3a is a magnification X of the web offset Section 10 of Fig. 3a shown. X 'symbolizes besides an axial extension of the connection surface A and the distance of the groove 22 to the first end side 18th
  • the attachment surface A is formed adjacent to the second end face 20 of the flange portion 4 (FIG. 3c). This form the inner ring
  • Front side 18 extends to the connection surface A, x 'symbolizes besides an axial extent of the connection surface A and the distance of the groove 22 to the second
  • FIG. 3c illustrates, so to speak, a reversal of the configuration of the flange section 4 on which FIG. 3a is based.
  • the attachment surface A is formed in a region of the flange section 4 between the first and second end faces 18, 20, the attachment face A preferably being substantially in the center of the first end face 18 and second end face 20 is arranged (Fig 3b).
  • the inner ring 12 and the outer ring 8 form two preferably circumferential grooves 24 and 26, wherein the groove 24 extends from the second end face 20 to the connection surface A, whereas the groove 26 extends from the first end face 18 to the connection surface A.
  • the groove 24 is thus facing the second end face 20, whereas the groove 26 faces the first end face 18.
  • the two end faces 18 and 20 of the flange portion 4 are preferably formed plane-parallel to each other, x 'symbolizes only an axial extent of the attachment surface A.
  • the respective rotor 2 is preferably a one-piece designed component, which is preferably designed as a sintered component.
  • the respective rotor 2 may also be a component assembled at least in two parts, wherein the two parts may preferably be formed as sintered components.
  • the formation as a sintered component establishes a significant advantage, which is that a dividing, cutting or machining and / or forming machining of the respective rotor 2 for producing one of the described geometries of the flange portion 4 is dispensed with. It is also proposed to use a rotor of the type described above in a magnetic coupling for an ATM.
  • a use of such a rotor in a vehicle for example in conjunction with a compressor, a pump and / or a starter is proposed, wherein the vehicle may be a land vehicle, watercraft, aircraft or a combination thereof.
  • the flange portion 4 functions as an overload protection for torque limiting.
  • the flange section 4 may have one of the previously described, proposed embodiments for a web section 10.
  • the connection surface A of the respective web section 10 acts as a predetermined breaking point at which the web section 10 breaks at a defined overload.
  • the pressing tool 30 shown schematically in FIG. 4 serves to produce a compact 2 to be sintered from a pulverulent material, wherein the pressing 2 has an embodiment of a rotor of the type described above and is useful in a wide variety of technical applications in the sintered state can, for example in the magnetic coupling mentioned above.
  • the pressing tool 30 comprises a mold 34, 36, 38, 40, 42, 44 for receiving the powdery substance and a preferably integrally formed upper punch 32 which cooperates with the mold 34, 36, 38, 40, 42, 44.
  • the mold preferably comprises: a die 34, a first lower punch 36, a total of eight preferably arranged in a circle arbors 38, a second lower punch 40, a third lower punch 42 and a central mandrel 44.
  • the mandrels 38 and 44 engage during a pressing operation into the upper punch 32 to create or form the clearances 14 and the through-hole 16 shown in the right-hand illustration of FIG. 2 (see FIG. 2c).
  • the top punch 32 and the mold 34, 36, 38, 40, 42, 44 thus have a shaping geometry which corresponds to the geometry of the rotor 2 according to the described Fig. 2c, so that in the interaction of the upper punch 32 with the mold 34th , 36, 38, 40, 42, 44 a pressure 2 in the form of such a rotor can be formed.
  • the individual components 34, 36, 38, 40, 42, 44 of the mold can also be designed in several parts.
  • the mandrels 38 arranged in the circle may also form a crown of a one-piece dome.
  • a pressure 2 can be formed from the powder-shaped material, the geometry of which corresponds in an exemplary illustration to the right-hand representation of FIG. 2.
  • FIG. 4 describes a section along the section line A - A in the left-hand sectional view, it can be seen that the arrangement of the first lower punch 36, the eight mandrels 38 and the second lower punch 40, the geometry of the flange portion 4 of the right-hand illustration of FIG. 2 is reflected.
  • a powdered substance is introduced into the mold 34, 36, 38, 40, 42, 44 and by means of the upper stem 32, the with the mold 34, 36, 38, 40, 42, 44 cooperates, applying a force to the pressing 2 pressed.
  • a pressure 2 in the form of a substantially hollow cylinder according to the right-hand representation of FIG. 2 (FIG. 2c) is produced.
  • the geometry of FIG. 2c serves only as an example illustration of the method.
  • the pressing 2 then obtains its final strength during a sintering process, in that the compressed powdery material forms a coherent crystal structure as it passes through a sintering furnace through diffusion and recrystallization processes.
  • a correspondingly configured geometry of such a rotor can also be produced by means of a dividing, cutting or machining and / or forming machining of a blank.
  • the above-described sintered production can be supplemented by a dividing, cutting or chip-removing and / or shaping treatment of the sintered compact. For example, at this point a subsequent processing of the sintered compact by an embossing process, a punching process and / or a drilling process may be mentioned.
  • the flange portion 4 is provided with an external toothing 28 to form-fitting with a correspondingly formed gear, timing belt or a correspondingly formed chain to be able to work together.
  • the through hole 16 is provided with an internal toothing 29, which preferably extends over the entire length of the through hole 16 in order to be able to interact positively with a correspondingly formed shaft journal.
  • At least the flange portion 4 may be provided with at least one circumferential wedge-shaped groove in order to work together with a correspondingly formed V-belt.
  • At least the flange portion 4 may be provided with at least one circumferential flat or profiled outer surface in order to cooperate with a correspondingly formed flat belt or profiled flat belt.
  • a profiled outer surface and a profiled flat belt are to be understood in each case embodiments that grant a considerable freedom with respect to the respective to a geometric configuration.
  • the profiling of the outer surface and / or the flat belt can be carried out, for example, wavy or in the form of several splines.

Landscapes

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  • Rotary Pumps (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

The invention relates to a rotor (2) having a load-limiting device for limiting torque, wherein the load-limiting device is implemented in a flange segment (4) of the rotor (2). The flange segment (4) thereby comprises a first segment designed as an outer ring (8) connected to a third segment (12) of the flange segment (4) by means of at least one base segment (10) forming a second segment of the flange segment (4). The base segment (10) thereby extends at least in one direction, tapering down to a connecting surface A acting as a rated break point, at which the base segment (10) breaks under a defined overload. The invention further relates to a press tool (30) and a method for producing a pressed article (2) to be sintered, made of a material in powder form, wherein the pressing (2) is designed in the shape of such a rotor that can be used in a wide range of technical applications for torque transmission and torque limiting.

Description

Rotor mit einer Überlastsicherung für eine Drehmomentbegrenzung Rotor with an overload protection for a torque limiter
Die Erfindung betrifft einen Rotor mit einer Überlastsicherung für eine Drehmomentbegrenzung. Ferner betrifft die Erfindung ein Presswerkzeug sowie ein Verfahren zur Her- Stellung eines zu sinternden Presslings aus einem pulverförmigen Stoff, wobei der Pressung in der Gestalt des Rotors ausgebildet ist. Dabei kann der Rotor bzw. der gesinterte Pressung in verschiedensten technischen Anwendungen für eine Drehmomentübertragung und Drehmomentbegrenzung von Nutzen sein.The invention relates to a rotor with an overload protection for a torque limiter. Furthermore, the invention relates to a pressing tool and a method for producing a sintered compact from a powdery material, wherein the pressure is formed in the shape of the rotor. The rotor or the sintered pressing in various technical applications for torque transmission and torque limiting can be useful.
Drehmomentbegrenzungseinrichtungen sind nach dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise ist aus der Druckschrift DE 200 23 516 U1 eine Drehmomentbegrenzungseinrichtung bekannt, die im Zusammenhang mit einem Kompressor einer Kraftfahrzeugklimaanlage verwendet wird, wobei bei dem Kompressor auf eine Verwendung einer e- lektromagnetischen Kupplung zur Unterbrechung einer Drehbewegung und einer damit einhergehenden Drehmomentübertragung verzichtet wird. Diese Drehmomentbegrenzungseinrichtung unterbindet im Fall einer blockierenden Kompressorwelle eine Drehmomentübertragung von einem Motor, der unter anderem den Kompressor antreibt, auf die Kompressorwelle, indem ein drehmomentübertragendes Verbindungselement in der Gestalt eines Stiftes an einer definierten Sollbruchstelle bricht, um zu verhindern, dass ein die Kompressorwelle antreibender Riemen, der von dem Motor angetrieben wird und der eine mit der Kompressorwelle über das Verbindungselement verbundene Riemenscheibe antreibt, infolge einer sich einstellenden Überlast zerstört wird.Torque limiting devices are known in the art. For example, from the document DE 200 23 516 U1 a torque limiting device is known, which is used in connection with a compressor of an automotive air conditioning system, wherein the compressor is dispensed with a use of e- lektromagnetischen coupling to interrupt a rotational movement and an associated torque transmission. This torque limiting device, in the case of a blocking compressor shaft, prevents torque transmission from an engine that drives, among other things, the compressor, to the compressor shaft by breaking a torque transmitting linkage member in the form of a pin at a defined predetermined breaking point to prevent a belt driving the compressor shaft which is driven by the motor and which drives a pulley connected to the compressor shaft via the connecting member, is destroyed as a result of self-adjusting overload.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drehmomentbegrenzungseinrichtung be- reitzustellen, die gegenüber dem genannten Stand der Technik eine Optimierung hinsichtlich einer kompakten Ausgestaltung darstellt. Dabei soll die Drehmomentbegrenzungseinrichtung zugleich einfach und kostengünstig herstellbar sein. Ferner soll die Drehmomentbegrenzungseinrichtung unabhängig von dem eingangs genannten Stand der Technik universell einsetzbar sein.The invention is based on the object of providing a torque limiting device which, compared to the cited prior art, represents an optimization with regard to a compact design. The torque limiting device should be easy and inexpensive to produce at the same time. Furthermore, the torque limiting device should be used universally regardless of the aforementioned prior art.
Diese Aufgabe wird mit einem Rotor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale sind Gegenstand von bevorzugten Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lösung. In der nachfolgenden Beschreibung werden ferner weitere vorteilhafte Merkmale angegeben, die Gegenstand weiterer Ausgestal- tungen und Weiterbildungen der Lösung sein können. Diese weiteren Merkmale können dabei untereinander und mit den Merkmalen der Anspruchsfassung kombiniert werden.This object is achieved with a rotor having the features of claim 1. The features specified in the dependent claims are the subject of preferred embodiments and developments of the solution. In the following description further advantageous features are specified, which are the subject of further embodiments. tions and further education of the solution. These further features can be combined with each other and with the features of the claim form.
Es wird ein Rotor mit einer Überlastsicherung für eine Drehmomentbegrenzung vorge- schlagen, wobei die Überlastsicherung in einem Flanschabschnitt des Rotors umgesetzt ist. Der Flanschabschnitt umfasst dabei einen ersten als Außenring ausgebildeten Abschnitt, der über zumindest einen Stegabschnitt, der einen zweiten Abschnitt des Flanschabschnitts bildet, an einen dritten Abschnitt des Flanschabschnitts angebunden ist. Der Stegabschnitt erstreckt sich dabei zumindest in einer Richtung und verjüngt sich dabei bis zu einer Anbindungsfläche, die als Sollbruchstelle fungiert, an welcher der Stegabschnitt bei einer definierten Überlast bricht. Der Rotor ist dabei vorzugsweise als ein sintertechnisch hergestelltes Bauteil ausgebildet.A rotor with an overload protection for a torque limitation is proposed, wherein the overload protection is implemented in a flange section of the rotor. In this case, the flange section comprises a first section formed as an outer ring, which is connected to a third section of the flange section via at least one web section, which forms a second section of the flange section. The web portion extends at least in one direction and thereby tapers to a connection surface, which acts as a predetermined breaking point at which the web portion breaks at a defined overload. The rotor is preferably designed as a sintered component.
Vorteilhaft an dieser vorgeschlagenen Überlastsicherung ist, dass der Rotor eine kompak- te Ausgestaltung verkörpert und somit zu einer Bauraumeinsparung im Zusammenhang mit verschiedensten technischen Anwendungen beitragen kann. Hinzu kommt ein weiterer wesentlicher Vorteil, sofern der Rotor als ein sintertechnisch hergestelltes Bauteil ausgebildet ist. Dieser Vorteil liegt dabei darin, dass eine zerteilende, spanende bzw. spanabhebende und/oder umformende Bearbeitung des Rotors zur Erzeugung der vorgeschla- genen Ausgestaltung des Stegabschnitts bzw. Anbindungsstegs mit der Sollbruchstelle entfällt. Dieser Umstand trägt somit zugleich vorteilhafterweise zur Vereinfachung eines Herstellungsverfahrens für einen derartigen Rotor bei. Darüber hinaus trägt dieser Umstand zu einer Kosteneinsparung bei einer Herstellung eines derartigen Rotors bei.An advantage of this proposed overload protection is that the rotor embodies a compact design and thus can contribute to a saving of space in connection with a wide variety of technical applications. In addition, there is another significant advantage, provided that the rotor is designed as a sintered component. This advantage lies in the fact that a dividing, cutting or cutting and / or forming machining of the rotor for generating the proposed design of the web section or connecting web with the predetermined breaking point is eliminated. At the same time, this circumstance advantageously contributes to the simplification of a production method for such a rotor. In addition, this fact contributes to cost savings in manufacturing such a rotor.
Bei einer sintertechnischen Herstellung wird ein pulverförmiger Stoff zu einem zu sinternden Pressung, auch Grünling genannt, verpresst. Der Pressung erlangt daraufhin beim Sintern seine endgültige Festigkeit, indem der verpresste pulverförmige Stoff beim Durchlaufen eines Sinterofens durch Diffusions- und Rekristallisationsvorgänge ein zusammenhängendes Kristallgefüge bildet.In a sintering production, a powdery substance is pressed into a press to be sintered, also called a green compact. The pressing then obtains its final strength during sintering, in that the compressed powdery material forms a coherent crystal structure as it passes through a sintering furnace through diffusion and recrystallization processes.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung erstreckt sich der mindestens eine Stegabschnitt zumindest in radialer Richtung des Flanschabschnitts und verjüngt sich dabei bis zu der Anbindungsfläche. Zusätzlich oder alternativ dazu kann sich der Stegabschnitt auch in Längsrichtung des Flanschabschnitts erstrecken und dabei bis zu der Anbindungsfläche verjüngen. Der Stegabschnitt kann in Bezug auf seine Erstreckung und/oder Verjüngung eine Komponente in radialer Richtung des Flanschabschnitts und/oder eine Komponente in Längsrichtung des Flanschabschnitts aufweisen.According to a preferred embodiment, the at least one web portion extends at least in the radial direction of the flange portion and thereby tapers to the connection surface. Additionally or alternatively, the web portion may also extend in the longitudinal direction of the flange portion and thereby up to the connection surface rejuvenate. The web portion may have a component in the radial direction of the flange portion and / or a component in the longitudinal direction of the flange portion with respect to its extension and / or taper.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung verjüngt sich der Stegabschnitt von dem Außenring zu dem dritten Abschnitt des Flanschabschnitts bzw. in Richtung des dritten Abschnitts des Flanschabschnitts bis zu der Anbindungsfläche. Zusätzlich oder alternativ dazu kann sich der Stegabschnitt auch von dem dritten Abschnitt des Flanschabschnitts zu dem Außenring bzw. in Richtung des Außenrings bis zu der Anbindungsfläche verjün- gen. Dabei kann die Verjüngung des Stegabschnitts in der Gestalt einer konischen, konvexen und/oder konkaven Verjüngung ausgebildet sein.According to a further preferred refinement, the web section tapers from the outer ring to the third section of the flange section or in the direction of the third section of the flange section as far as the connection surface. Additionally or alternatively, the web portion can also taper from the third portion of the flange portion to the outer ring or in the direction of the outer ring to the connection surface. In this case, the taper of the web portion in the shape of a conical, convex and / or concave taper be educated.
Die Anbindungsfläche erstreckt sich dabei in Längsrichtung des Flanschabschnitts bzw. Rotors zumindest über einen Bereich der Flanschdicke. Nach einer bevorzugten Ausges- taltung erstreckt sich die Anbindungsfläche in Längsrichtung des Flanschabschnitts bzw. Rotors über die gesamte Flanschdicke. Diese Variationsmöglichkeit ermöglicht eine Einstellung einer definierten Bruchlast, bei welcher der Stegabschnitt an der Anbindungsfläche bricht.The connection surface extends in the longitudinal direction of the flange section or rotor at least over a region of the flange thickness. According to a preferred embodiment, the connection surface extends in the longitudinal direction of the flange section or rotor over the entire flange thickness. This possibility of variation makes it possible to set a defined breaking load at which the web section breaks at the connection surface.
Vorzugsweise sind zwischen dem Außenring und dem dritten Abschnitt des Flanschabschnitts zumindest ein erster Stegabschnitt und ein zweiter Stegabschnitt vorgesehen, die zusammen den zweiten Abschnitt des Flanschabschnitts bilden. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung sind zwischen dem Außenring und dem dritten Abschnitt des Flanschabschnitts eine Vielzahl von Steg abschnitten, vorzugsweise insgesamt acht Stegabschnitte vorgesehen, die in Ümfangsrichtung des Flanschabschnitts vorzugsweise gleichmäßig von einander beabstandet sind. Auch diese Ausgestaltung stellt eine Variationsmöglichkeit dar, über die eine Einstellung einer definierten Bruchlast ermöglicht wird, bei welcher die jeweiligen Stegabschnitte an der zugeordneten Anbindungsfläche brechen.Preferably, at least a first web portion and a second web portion are provided between the outer ring and the third portion of the flange portion, which together form the second portion of the flange portion. According to a preferred embodiment, between the outer ring and the third portion of the flange portion, a plurality of web sections, preferably a total of eight web portions are provided, which are preferably uniformly spaced from each other in Ümfangsrichtung of the flange portion. This embodiment also represents a possibility of variation, via which an adjustment of a defined breaking load is made possible, in which the respective web sections break at the associated connection surface.
Alternativ dazu kann nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung auch nur ein einziger Stegabschnitt vorgesehen sein, der sich vorzugsweise über den gesamten Umfang des Flanschabschnitts erstreckt. Zur Einstellung einer minimalen Anbindungsfläche kann vorgesehen sein, dass sich die Anbindungsfläche nicht über die gesamte Flanschdicke, sondern vielmehr nur über einen Bereich der Flanschdicke erstreckt.Alternatively, according to a further preferred embodiment, only a single web portion may be provided, which preferably extends over the entire circumference of the flange portion. To set a minimum connection surface, it may be provided that the connection surface does not extend over the entire flange thickness, but rather only over a region of the flange thickness.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Anbindungsfläche angrenzend zu einer ersten Stirnseite des Flanschabschnitts ausgebildet. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Anbindungsfläche auch angrenzend zu einer zweiten Stirnseite des Flanschabschnitts ausgebildet sein, die dabei vorzugsweise planparallel zu der ersten Stirnseite ausgebildet sein kann. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Anbindungsfläche auch in einem Be- reich des Flanschabschnitts zwischen der ersten und der zweiten Stirnseite ausgebildet sein.According to a preferred embodiment, the connection surface is formed adjacent to a first end side of the flange portion. Additionally or alternatively, the connection surface may also be formed adjacent to a second end face of the flange portion, which may be formed preferably plane-parallel to the first end side. Additionally or alternatively, the connection surface can also be formed in a region of the flange section between the first and the second end side.
Vorzugsweise ist der Rotor als ein einteiliges Bauteil ausgebildet. Alternativ dazu kann der Rotor auch aus zumindest zwei Teilen zusammengefügt sein.Preferably, the rotor is formed as a one-piece component. Alternatively, the rotor may also be assembled from at least two parts.
Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist der Rotor im Wesentlichen als ein Hohlzylinder ausgebildet, der einen Flanschabschnitt nach der zuvor beschriebenen Art aufweist. Der Rotor weist dabei ein Durchgangsloch auf, welches sich durch den Flanschabschnitt und einen sich daran anschließenden Abschnitt erstreckt. Die hohlförmige Aus- bildung des Rotors trägt vorteilhafterweise zu einer Material- und Gewichtseinsparung bei.According to a particularly preferred embodiment, the rotor is substantially formed as a hollow cylinder having a flange portion of the type described above. The rotor has a through hole which extends through the flange portion and an adjoining portion. The hollow-shaped formation of the rotor advantageously contributes to a saving of material and weight.
Es wird ferner eine Verwendung eines Rotors nach der zuvor beschriebenen Art in einer Magnetkupplung für einen Geldautomaten vorgeschlagen.It is also proposed to use a rotor of the type described above in a magnetic coupling for an ATM.
Ferner wird eine Verwendung eines Rotors nach der zuvor beschriebenen Art in einem Fahrzeug in Verbindung beispielsweise mit einem Kompressor, einer Pumpe und/oder einem Anlasser vorgeschlagen. Bei dem Fahrzeug kann es sich dabei um ein Landfahrzeug, Wasserfahrzeug, Luftfahrzeug oder eine Kombination davon handeln.Further, a use of a rotor of the type described above in a vehicle in combination, for example, with a compressor, a pump and / or a starter is proposed. The vehicle may be a land vehicle, watercraft, aircraft or a combination thereof.
Der Flanschabschnitt des Rotors wird dabei als eine Überlastsicherung für eine Drehmomentbegrenzung verwendet, wobei die Anbindungsfläche des jeweiligen Stegabschnitts als eine Sollbruchstelle fungiert, an welcher der Stegabschnitt bei einer definierten Überlast bricht. Es wird ferner ein Presswerkzeug zur Herstellung eines zu sinternden Presslings aus einem pulverförmigen Stoff vorgeschlagen, wobei der gesinterte Pressung als ein Rotor nach der zuvor beschriebenen Art in verschiedensten technischen Anwendungen von Nutzen sein kann. Das Presswerkzeug weist dabei auf: eine Form zur Aufnahme des pul- verförmigen Stoffes, wobei die Form zumindest einen Unterstempel und zumindest eine Matrize umfasst, und zumindest einen Oberstempel zum Verpressen des pulverförmigen Stoffes zu dem Pressung, wobei der Oberstempel mit der Form zusammenwirkt.The flange portion of the rotor is used as an overload protection for torque limiting, wherein the connection surface of the respective web portion acts as a predetermined breaking point at which the web portion breaks at a defined overload. It is also proposed a pressing tool for producing a sintered compact of a powdery substance, wherein the sintered pressing can be useful as a rotor of the type described above in a variety of technical applications. The pressing tool has in this case: a mold for receiving the powder-shaped material, wherein the mold comprises at least one lower punch and at least one die, and at least one upper punch for pressing the powdered substance to the pressing, wherein the upper punch cooperates with the mold.
Der Oberstempel und die Form weisen dabei eine formgebende Geometrie auf, welche zu der Geometrie eines Rotors nach der zuvor beschriebenen Art korrespondiert, so dass beim Zusammenwirken des Oberstempels mit der Form ein Pressung in der Gestalt eines derartigen Rotors ausbildbar ist.The upper punch and the mold in this case have a shaping geometry, which corresponds to the geometry of a rotor according to the previously described type, so that in the interaction of the upper punch with the mold, a pressure in the form of such a rotor can be formed.
Zusätzlich dazu kann die Form ferner zumindest einen Dorn zur Erzeugung eines Frei- raumes in einem Flanschabschnitt des Presslings aufweisen, so dass beim Zusammenwirken des Oberstempels mit der Form ein Pressung in der Gestalt eines Rotors nach der zuvor beschriebenen Art ausbildbar ist.In addition, the mold may additionally have at least one mandrel for creating a free space in a flange section of the compact, so that upon interaction of the upper punch with the mold, a pressure in the form of a rotor of the type described above can be formed.
Ferner kann die Form zusätzlich dazu zumindest einen zentralen Dorn aufweisen, um einen im Wesentlichen hohlzylinderförmigen Pressung mit einem Durchgangsloch auszubilden, so dass beim Zusammenwirken des Oberstempels mit der Form ein Pressung in der Gestalt eines Rotors nach der zuvor beschriebenen Art ausbildbar ist.In addition, the mold may additionally have at least one central mandrel to form a substantially hollow-cylindrical pressing with a through-hole, so that when the upper punch interacts with the mold, a pressure in the form of a rotor of the type described above can be formed.
Ferner wird ein Verfahren zur Herstellung eines zu sinternden Presslings aus einem pul- verförmigen Stoff vorgeschlagen, bei dem der pulverförmige Stoff in eine Form eines Presswerkzeugs eingefüllt und mittels zumindest eines Oberstempels des Presswerkzeugs, der mit der Form zusammenwirkt, unter Aufbringung einer Kraft zu dem Pressung verpresst wird, wobei beim Verpressen ein Pressung in der Gestalt eines Rotors nach der zuvor beschriebenen Art ausgebildet wird. Zur Durchführung des Verfahrens wird dabei ein Presswerkzeug nach der zuvor beschriebenen Art verwendet.Furthermore, a method is proposed for producing a sintered compact of a pulverulent material, in which the powdery substance is filled into a mold of a pressing tool and by means of at least one upper punch of the pressing tool, which cooperates with the mold, applying a force to the pressing is pressed, wherein during pressing a pressure in the form of a rotor is formed in the manner described above. To carry out the method while a pressing tool is used in the manner described above.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eingehend erläutert. Die aus den Zeichnungen und den zugehörigen Beschreibungen hervorgehenden Merkmale beschränken sich dabei nicht auf die jeweiligen Ausführungsbeispiele. Auch sind diese Merkmale nicht beschränkend auszulegen. Vielmehr sollen diese Merkmale eine beispielhafte Umsetzung des vorgeschlagenen Rotors und des vorgeschlagenen Presswerkzeugs veranschaulichen. Darüber hinaus sind diese einzelnen Merkmale im Hinblick auf mögliche weitere Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lösung untereinander wie auch mit den Merkmalen aus der obigen Beschreibung zu weiteren Ausgestaltungen kombinierbar, die im einzelnen nicht dargestellt sind. Es zeigen:In the following, embodiments of the invention will be explained in detail with reference to the drawings. The resulting from the drawings and the accompanying descriptions features are not limited to the respective Embodiments. Nor are these features to be construed restrictively. Rather, these features should illustrate an exemplary implementation of the proposed rotor and the proposed pressing tool. In addition, these individual features with regard to possible further refinements and developments of the solution with each other as well as with the features of the above description can be combined to form further embodiments, which are not shown in detail. Show it:
Fig. 1 zwei nach dem Stand der Technik bekannte Ausführungsbeispiele eines Rotors der gattungsgemäßen Art,1 shows two known from the prior art embodiments of a rotor of the generic type,
Fig. 2 eine erste, zweite und dritte Ausführungsform eines vorgeschlagenen Rotors,2 shows a first, second and third embodiment of a proposed rotor,
Fig. 3 eine vierte, fünfte und sechste Ausführungsform eines vorgeschlagenen Rotors,3 shows a fourth, fifth and sixth embodiment of a proposed rotor,
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines vorgeschlagenen Presswerkzeugs zur Herstellung der in der Fig. 2 dargestellten dritten Ausführungsform des Rotors undFig. 4 is a schematic representation of a proposed pressing tool for producing the third embodiment of the rotor shown in FIG. 2 and
Fig. 5 eine Modifikation der zuvor dargestellten, vorgeschlagenen Ausführungsformen.Fig. 5 shows a modification of the previously presented, proposed embodiments.
Gleiche Bezugszeichen beziehen sich nachfolgend auf gleiche oder gleichartige Bauteile.The same reference numerals refer to the same or similar components below.
Die linke und die rechte Darstellung in der Fig. 1 veranschaulichen zwei nach dem Stand der Technik bekannte Ausführungsbeispiele eines einteiligen Rotors 8, der für den Einsatz in einer Magnetkupplung vorgesehen ist, die etwa für die Verwendung in einem Geldau- tomateη bestimmt sein kann. Diese beiden Ausführungsbeispiele sind jeweils in einer geschnittenen Vorderansicht und in einer Draufsicht abgebildet. Die geschnittenen Darstellungen bzw. Vorderansichten beziehen sich auf die jeweiligen in der Draufsicht abgebildeten Schnittlinien. Diese beiden Rotoren 2 sind dabei jeweils im Wesentlichen hohlzylinder- förmig mit einem Durchgangsloch 16 ausgebildet und umfassen je einen Abschnitt 6 und einen sich daran anschließenden Flanschabschnitt 4. Der Flanschabschnitt 4 wiederum umfasst einen Außenring 8 und einen innen liegend zu dem Außenring 8 angeordneten Innenring 12, wobei der Außenring 8 über insgesamt vier Steg abschnitte 10 an den Innenring 12 angebunden ist. Die Stegabschnitte 10 sind dabei über den Umfang des Flansch- abschnitts 4 gleichmäßig voneinander beabstandet. Der Außenring 8, der Innenring 12 und die vier Stegabschnitte 10 bilden dabei insgesamt vier Freiräume 14. Diese beiden Ausführungsbeispiele unterscheiden sich lediglich dadurch voneinander, dass deren Stegquerschnitte unterschiedlich dimensioniert sind. Die rechte Darstellung in der Fig. 1 weist gegenüber der linken Darstellung einen geringeren Stegquerschnitt auf.The left and right hand illustrations in FIG. 1 illustrate two prior art embodiments of a one-piece rotor 8 intended for use in a magnetic coupling which may be intended for use in a cash machine. These two embodiments are each shown in a sectional front view and in a plan view. The sectional views and front views, respectively, relate to the respective sectional lines depicted in plan view. These two rotors 2 are each formed substantially hollow cylinder-shaped with a through hole 16 and each comprise a portion 6 and an adjoining flange 4. The flange 4 in turn comprises an outer ring 8 and an inner ring arranged on the inner ring 8 to the inner ring 12th , wherein the outer ring 8 via a total of four web sections 10 is connected to the inner ring 12. The web portions 10 are over the circumference of the flange section 4 evenly spaced from each other. The outer ring 8, the inner ring 12 and the four web portions 10 thereby form a total of four free spaces 14. These two embodiments differ only from each other in that the web cross-sections are dimensioned differently. The right-hand illustration in FIG. 1 has a smaller web cross section than the left-hand illustration.
Die in den Fig. 2, 3 und 5 abgebildeten, vorgeschlagenen Rotoren 2 sind jeweils vorzugsweise im Wesentlichen als ein Hohlzylinder mit einem Durchgangsloch 16 ausgebildet. Diese Rotoren 2 umfassen dabei je einen zylinderförmigen Abschnitt 6, an den sich ein Flanschabschnitt 4 mit einer integrierten Überlastsicherung anschließt, der als solcher im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist. Das Durchgangsloch 16 erstreckt sich dabei durch diese beiden Abschnitte 4 und 6. Der Flanschabschnitt 4 umfasst einen Außenring 8, der einen ersten Abschnitt des Flanschabschnitts 4 bildet. Wegen der Hohlzylinderform des Rotors 2 umfasst der Flanschabschnitts 4 ferner einen Innenring 12, der einen dritten Abschnitt des Flanschabschnitts 4 bildet. Dieser Innenring 12 ist dabei vorzugsweise innen liegend zu dem Außenring 8 angeordnet. Der Außenring 8 ist dabei über zumindest einen Stegabschnitt 10, der einen zweiten Abschnitt des Flanschabschnitts 4 bildet, an den Innenring 12 angebunden.The proposed rotors 2 shown in FIGS. 2, 3 and 5 are each preferably designed substantially as a hollow cylinder with a through hole 16. These rotors 2 each comprise a cylindrical section 6, to which a flange section 4 with an integrated overload protection adjoins, which is designed as such substantially cylindrical. The through hole 16 extends through these two sections 4 and 6. The flange section 4 comprises an outer ring 8, which forms a first section of the flange section 4. Because of the hollow cylindrical shape of the rotor 2, the flange portion 4 further includes an inner ring 12 forming a third portion of the flange portion 4. This inner ring 12 is preferably arranged lying inside to the outer ring 8. The outer ring 8 is connected to the inner ring 12 via at least one web section 10, which forms a second section of the flange section 4.
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und Fig. 3 verschiedene Ausgestaltungen eines vorgeschlagenen Rotors 2 eingehend beschrieben. Die in der Fig. 2 und Fig. 3 veranschaulichten Ausgestaltungen der vorgeschlagenen Anbindungsstege 10, auf die nachfolgend eingegangen wird, stellen dabei eine Verbesserung gegenüber dem zuvor beschriebenen Stand der Technik (Fig. 1) dar, wobei die Verbesserung in einer Präzisie- rung einer Sollbruchstelle liegt. Diese Ausgestaltungen sind jeweils in einer geschnittenen Vorderansicht und in einer Draufsicht abgebildet. Die geschnittenen Darstellungen bzw. Vorderansichten beziehen sich auf die jeweiligen in der Draufsicht abgebildeten Schnittlinien.Hereinafter, various embodiments of a proposed rotor 2 will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3. The embodiments of the proposed connecting webs 10 illustrated in FIGS. 2 and 3, which are discussed below, represent an improvement over the previously described prior art (FIG. 1), the improvement being specified in detail Predetermined breaking point is. These embodiments are each shown in a sectional front view and in a plan view. The sectional views and front views, respectively, relate to the respective sectional lines depicted in plan view.
Diesen Ausgestaltungen der Fig. 2 und Fig. 3 ist gemein, dass sich der jeweilige Stegabschnitt 10 vorzugsweise in radialer Richtung des Flanschabschnitts 4 erstreckt und dabei bis zu einer Anbindungsfläche A verjüngt. Ergänzend sei an dieser Stelle bemerkt, dass sich der Stegabschnitt 10 nach einer alternativen Ausgestaltung zusätzlich oder alternativ dazu auch in Längsrichtung des Flanschabschnitts 4 erstrecken und/oder verjüngen kann. Die Fig. 2 veranschaulicht drei Ausgestaltungen eines Rotors 2, bei dem der Außenring 8 über vorzugsweise acht Steg abschnitte 10 an den Innenring 12 angebunden ist. Die einzelnen Steg abschnitte 10 sind dabei in Umfangsrichtung des Flanschabschnittes 4 vor- zugsweise gleichmäßig voneinander beabstandet.These embodiments of FIGS. 2 and 3 have in common that the respective web section 10 preferably extends in the radial direction of the flange section 4 and thereby tapers to a connection surface A. In addition, it should be noted at this point that, according to an alternative embodiment, the web section 10 may additionally and alternatively also extend and / or taper in the longitudinal direction of the flange section 4. Fig. 2 illustrates three embodiments of a rotor 2, in which the outer ring 8 via preferably eight web sections 10 is connected to the inner ring 12. The individual web sections 10 are preferably uniformly spaced from one another in the circumferential direction of the flange section 4.
Die linke Darstellung der Fig. 2 veranschaulicht dabei eine Ausgestaltung, bei der sich der Stegabschnitt 10 von dem Innenring 12 zu dem Außenring 8 bzw. in Richtung des Außenrings 8 bis zu der Anbindungsfläche A verjüngt (Fig. 2a). Unterhalb der Draufsicht der Fig. 2a ist eine Vergrößerung X eines der Stegabschnitte 10 der Fig. 2a dargestellt, x' symbolisiert dabei eine Erstreckung der Anbindungsfläche A in Umfangsrichtung des Flanschabschnitts 4.The left-hand illustration of FIG. 2 illustrates an embodiment in which the web section 10 tapers from the inner ring 12 to the outer ring 8 or in the direction of the outer ring 8 as far as the connection surface A (FIG. 2 a). Below the top view of FIG. 2 a, an enlargement X of one of the web sections 10 of FIG. 2 a is represented, x 'symbolizing an extension of the connection surface A in the circumferential direction of the flange section 4.
Bei der mittleren Darstellung in der Fig. 2 hingegen verjüngt sich der Stegabschnitt 10 von dem Außenring 8 zu dem Innenring 12 bzw. in Richtung des Innenrings 12 bis zu der Anbindungsfläche A (Fig. 2b). Die mittlere Darstellung stellt sozusagen eine Umkehrung zu der Stegabschnittsausbildung dar, welche der Fig. 2a zugrunde liegt.In contrast, in the middle illustration in FIG. 2, the web section 10 tapers from the outer ring 8 to the inner ring 12 or in the direction of the inner ring 12 up to the connection surface A (FIG. 2b). The middle representation represents, so to speak, a reversal to the ridge portion formation, which is based on FIG. 2a.
In der rechten Darstellung verjüngt sich der Stegabschnitt 10 sowohl von dem Innenring 12 zu dem Außenring 8 bzw. in Richtung des Außenrings 8 bis zu der Anbindungsfläche A als auch von dem Außenring 8 zu dem Innenring 12 bzw. in Richtung des Innenrings 12 bis zu der Anbindungsfläche A (Fig. 2c). Die rechte Darstellung stellt sozusagen eineIn the right-hand illustration, the web portion 10 tapers both from the inner ring 12 to the outer ring 8 and in the direction of the outer ring 8 to the connection surface A and from the outer ring 8 to the inner ring 12 and in the direction of the inner ring 12 to the Connection surface A (Fig. 2c). The right representation represents, so to speak, one
Kombination aus der linken Darstellung (Fig. 2a) und der mittleren Darstellung (Fig. 2b) dar. Die beiden aufeinander zulaufenden und sich dabei verjüngenden Abschnitte des Stegabschnitts 10 sind dabei vorzugsweise im Wesentlichen gleich dimensioniert, so dass die Anbindungsfläche A vorzugsweise im Wesentlichen mittig zwischen dem Innenring 12 und dem Außenring 8 angeordnet ist.2 a) and the middle representation (FIG. 2 b). The two converging and thereby tapering sections of the web section 10 are preferably dimensioned substantially the same, so that the attachment surface A is preferably substantially in the center between the inner ring 12 and the outer ring 8 is arranged.
Nach den Darstellungen der Fig. 2 verjüngen sich die jeweiligen Steg abschnitte 10 vor- zugsweise konisch. Zusätzlich oder alternativ dazu kann auch eine konvexe und/oder konkave Verjüngung der jeweiligen Stegabschnitte 10 vorgesehen sein.According to the illustrations of FIG. 2, the respective web sections 10 taper, preferably conically. Additionally or alternatively, a convex and / or concave taper of the respective web portions 10 may be provided.
Nach den Darstellungen der Fig. 2 erstreckt sich die Anbindungsfläche A vorzugsweise über die gesamte Flanschdicke H. Dies geht anschaulich aus den einzelnen geschnitte- nen Vorderansichten hervor, die Querschnittsdarstellungen entlang der jeweiligen in der Draufsicht dargestellten Schnittlinien beschreiben. Nach einer alternativen Ausgestaltung kann sich die Anbindungsfläche A auch nur über einen Bereich der Flanschdicke H erstrecken. Dadurch lässt sich eine geringere Bruchlast einstellen, bei der die als Über- lastsicherung fungierenden Stegabschnitte 10 brechen. Nach den Darstellungen der Fig. 2 sind die beiden Stirnseiten 18 und 20 des Flanschabschnitts 4 vorzugsweise planparallel zueinander ausgebildet.2, the connection surface A preferably extends over the entire flange thickness H. This can be clearly seen from the individual sectional view of FIG. NEN front views that describe cross-sectional views along the respective sectional lines shown in plan view. According to an alternative embodiment, the connection surface A may also extend over only a portion of the flange thickness H. This makes it possible to set a lower breaking load at which the web sections 10 acting as overload protection break. According to the representations of FIG. 2, the two end faces 18 and 20 of the flange portion 4 are preferably formed plane-parallel to one another.
Die Fig. 3 veranschaulicht drei weitere, vorzugsweise rotationssymmetrische Ausgestal- tungen eines Rotors 2, bei dem der Außenring 8 über lediglich einen Stegabschnitt 10 an den Innenring 12 angebunden ist. Wegen der rotationssymmetrischen Ausgestaltung erstreckt sich der Stegabschnitt 10 über den gesamten Umfang des Flanschabschnitts 4. Alternativ dazu kann sich der Stegabschnitt 10 auch nur über einen Bereich des Umfangs erstrecken. Auch dadurch lässt sich eine geringere Bruchlast einstellen, bei der die als Überlastsicherung fungierenden Steg abschnitte 10 brechen. Diesen Ausgestaltungen der Fig. 3 ist gemein, dass sich der Stegabschnitt 10 vorzugsweise lediglich über einen Bereich der Flanschdicke H erstreckt. Dabei verjüngt sich der Stegabschnitt 10 von dem Innenring 12 zu dem Außenring 8 bzw. in Richtung des Außenrings 8 bis zu der Anbindungsfläche A und/oder von dem Außenring 8 zu dem Innenring 12 bzw. in Richtung des Innenrings 12 bis zu der Anbindungsfläche A (Fig. 3a, Fig. 3b, Fig. 3c). Auch nach den Darstellungen der Fig. 3 verjüngen sich die jeweiligen Stegabschnitte 10 vorzugsweise konisch. Zusätzlich oder alternativ dazu kann auch eine konvexe und/oder konkave Verjüngung der jeweiligen Stegabschnitte 10 vorgesehen sein.FIG. 3 illustrates three further, preferably rotationally symmetrical configurations of a rotor 2, in which the outer ring 8 is connected to the inner ring 12 via only one web section 10. Because of the rotationally symmetrical configuration, the web portion 10 extends over the entire circumference of the flange portion 4. Alternatively, the web portion 10 may extend over only a portion of the circumference. This also makes it possible to set a lower breaking load, in which act as an overload protection web sections 10 break. These embodiments of FIG. 3 have in common that the web portion 10 preferably extends over only a portion of the flange thickness H. In this case, the web portion 10 tapers from the inner ring 12 to the outer ring 8 or in the direction of the outer ring 8 to the connection surface A and / or from the outer ring 8 to the inner ring 12 and in the direction of the inner ring 12 to the connection surface A ( Fig. 3a, Fig. 3b, Fig. 3c). Also, according to the illustrations of FIG. 3, the respective web portions 10 are tapered, preferably conically. Additionally or alternatively, a convex and / or concave taper of the respective web portions 10 may be provided.
Alternativ dazu kann nach einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen sein, dass sich der Stegabschnitt 10 in Umfangsrichtung des Flanschabschnitts 4 auch zumindest abschnittsweise über die gesamte Flanschdicke H erstreckt.Alternatively, it can be provided according to a further embodiment, that the web portion 10 extends in the circumferential direction of the flange portion 4 and at least partially over the entire flange thickness H.
In der linken Darstellung der Fig. 3 ist die Anbindungsfläche A angrenzend zu einer ersten Stirnseite 18 des Flanschabschnitts 4 ausgebildet (Fig.3a). Der Innenring 12 und der Außenring 8 bilden dabei eine vorzugsweise umlaufende Nut 22, die sich von einer zweiten Stirnseite 20 bis zu der Anbindungsfläche A erstreckt. Die Nut 22 ist somit der zweiten Stirnseite 20 zugewandt. Oberhalb der Fig. 3a ist eine Vergrößerung X des Stegab- Schnitts 10 der Fig. 3a dargestellt. X' symbolisiert dabei neben einer axialen Erstreckung der Anbindungsfläche A auch den Abstand der Nut 22 zu der ersten Stirnseite 18.In the left-hand illustration of FIG. 3, the attachment surface A is formed adjacent to a first end face 18 of the flange section 4 (FIG. 3 a). The inner ring 12 and the outer ring 8 thereby form a preferably circumferential groove 22, which extends from a second end face 20 to the connection surface A. The groove 22 is thus facing the second end face 20. Above Fig. 3a is a magnification X of the web offset Section 10 of Fig. 3a shown. X 'symbolizes besides an axial extension of the connection surface A and the distance of the groove 22 to the first end side 18th
In der rechten Darstellung hingegen ist die Anbindungsfläche A angrenzend zu der zwei- ten Stirnseite 20 des Flanschabschnitts 4 ausgebildet (Fig. 3c). Dabei bilden der InnenringIn contrast, in the right-hand illustration, the attachment surface A is formed adjacent to the second end face 20 of the flange portion 4 (FIG. 3c). This form the inner ring
12 und der Außenring 8 eine vorzugsweise umlaufende Nut 22, die sich von der ersten12 and the outer ring 8 is a preferably circumferential groove 22 extending from the first
Stirnseite 18 bis zu der Anbindungsfläche A erstreckt, x' symbolisiert dabei neben einer axialen Erstreckung der Anbindungsfläche A auch den Abstand der Nut 22 zu der zweitenFront side 18 extends to the connection surface A, x 'symbolizes besides an axial extent of the connection surface A and the distance of the groove 22 to the second
Stirnseite 20. Die Nut 22 ist somit der ersten Stirnseite 18 zugewandt. Die Fig. 3c veran- schaulicht sozusagen eine Umkehrung der Ausgestaltung des Flanschabschnitts 4, die der Fig. 3a zugrunde liegt.Front side 20. The groove 22 is thus facing the first end face 18. FIG. 3c illustrates, so to speak, a reversal of the configuration of the flange section 4 on which FIG. 3a is based.
Im Unterschied zu der linken und der rechten Darstellung ist in der mittleren Darstellung die Anbindungsfläche A in einem Bereich des Flanschabschnitts 4 zwischen der ersten und der zweiten Stirnseite 18, 20 ausgebildet, wobei die Anbindungsfläche A vorzugsweise im Wesentlichen mittig zu der ersten Stirnseite 18 und der zweiten Stirnseite 20 angeordnet ist (Fig. 3b). Dabei bilden der Innenring 12 und der Außenring 8 zwei vorzugsweise umlaufende Nuten 24 und 26, wobei sich die Nut 24 von der zweiten Stirnseite 20 bis zu der Anbindungsfläche A erstreckt, wohingegen sich die Nut 26 von der ersten Stirnseite 18 bis zu der Anbindungsfläche A erstreckt. Die Nut 24 ist somit der zweiten Stirnseite 20 zugewandt, wohingegen die Nut 26 der ersten Stirnseite 18 zugewandt ist. Nach den Darstellungen der Fig. 3 sind die beiden Stirnseiten 18 und 20 des Flanschabschnitts 4 vorzugsweise planparallel zueinander ausgebildet, x' symbolisiert dabei lediglich eine axiale Erstreckung der Anbindungsfläche A.In contrast to the left-hand and right-hand illustrations, in the middle illustration, the attachment surface A is formed in a region of the flange section 4 between the first and second end faces 18, 20, the attachment face A preferably being substantially in the center of the first end face 18 and second end face 20 is arranged (Fig 3b). In this case, the inner ring 12 and the outer ring 8 form two preferably circumferential grooves 24 and 26, wherein the groove 24 extends from the second end face 20 to the connection surface A, whereas the groove 26 extends from the first end face 18 to the connection surface A. , The groove 24 is thus facing the second end face 20, whereas the groove 26 faces the first end face 18. 3, the two end faces 18 and 20 of the flange portion 4 are preferably formed plane-parallel to each other, x 'symbolizes only an axial extent of the attachment surface A.
Den nach der Fig. 2 und Fig. 3 vorgeschlagenen Ausgestaltungen ist gemein, dass es sich bei dem jeweiligen Rotor 2 vorzugsweise um ein einteilig ausgestaltetes Bauteil handelt, welches vorzugsweise als ein Sinterbauteil ausgebildet ist. Alternativ dazu kann es sich bei dem jeweiligen Rotor 2 auch um ein zumindest aus zwei Teilen zusammengefüg- tes Bauteil handeln, wobei die zwei Teile vorzugsweise als Sinterbauteile ausgebildet sein können. Die Ausbildung als Sinterbauteil begründet einen wesentlichen Vorteil, der darin liegt, dass eine zerteilende, spanende bzw. spanabhebende und/oder umformende Bearbeitung des jeweiligen Rotors 2 zur Erzeugung einer der beschriebenen Geometrien des Flanschabschnitts 4 entfällt. Es wird ferner eine Verwendung eines Rotors nach der zuvor beschriebenen Art in einer Magnetkupplung für einen Geldautomaten vorgeschlagen.The embodiments proposed according to FIGS. 2 and 3 have in common that the respective rotor 2 is preferably a one-piece designed component, which is preferably designed as a sintered component. Alternatively, the respective rotor 2 may also be a component assembled at least in two parts, wherein the two parts may preferably be formed as sintered components. The formation as a sintered component establishes a significant advantage, which is that a dividing, cutting or machining and / or forming machining of the respective rotor 2 for producing one of the described geometries of the flange portion 4 is dispensed with. It is also proposed to use a rotor of the type described above in a magnetic coupling for an ATM.
Ferner wird eine Verwendung eines derartigen Rotors in einem Fahrzeug beispielsweise in Verbindung mit einem Kompressor, einer Pumpe und/oder einem Anlasser vorgeschlagen, wobei es sich bei dem Fahrzeug um ein Landfahrzeug, Wasserfahrzeug, Luftfahrzeug oder eine Kombination davon handeln kann.Further, a use of such a rotor in a vehicle, for example in conjunction with a compressor, a pump and / or a starter is proposed, wherein the vehicle may be a land vehicle, watercraft, aircraft or a combination thereof.
Nach diesen beiden vorgeschlagenen Verwendungen fungiert der Flanschabschnitt 4 als eine Überlastsicherung für eine Drehmomentbegrenzung. Der Flanschabschnitt 4 kann dabei eine der zuvor beschriebenen, vorgeschlagenen Ausgestaltungen für einen Stegabschnitt 10 aufweisen. Die Anbindungsfläche A des jeweiligen Stegabschnitts 10 fungiert dabei als eine Sollbruchstelle, an welcher der Stegabschnitt 10 bei einer definierten Über- last bricht.After these two proposed uses, the flange portion 4 functions as an overload protection for torque limiting. The flange section 4 may have one of the previously described, proposed embodiments for a web section 10. The connection surface A of the respective web section 10 acts as a predetermined breaking point at which the web section 10 breaks at a defined overload.
Das in der Fig. 4 schematisch dargestellte Presswerkzeug 30 dient der Herstellung eines zu sinternden Presslings 2 aus einem pulverförmigen Stoff, wobei der Pressung 2 eine Ausgestaltung eines Rotors nach der zuvor beschriebenen Art aufweist und im gesinter- ten Zustand in verschiedensten technischen Anwendungen von Nutzen sein kann, so zum Beispiel in der eingangs genannten Magnetkupplung. Das Presswerkzeug 30 umfasst eine Form 34, 36, 38, 40, 42, 44 zur Aufnahme des pulverförmigen Stoffes und einen vorzugsweise einteilig ausgebildeten Oberstempel 32, der mit der Form 34, 36, 38, 40, 42, 44 zusammenwirkt. Die Form umfasst dabei vorzugsweise: eine Matrize 34, einen ersten Unterstempel 36, insgesamt acht vorzugsweise in einem Kreis angeordnete Dorne 38, einen zweiten Unterstempel 40, einen dritten Unterstempel 42 und einen zentralen Dorn 44. Die Dorne 38 und 44 greifen dabei während eines Pressvorgangs in den Oberstempel 32 ein, um die in der rechten Darstellung der Fig. 2 dargestellten Freiräume 14 und das Durchgangsloch 16 zu erzeugen bzw. auszubilden (vgl. Fig. 2c). Der Oberstempel 32 und die Form 34, 36, 38, 40, 42, 44 weisen demnach eine formgebende Geometrie auf, welche zu der Geometrie des Rotors 2 nach der beschriebenen Fig. 2c korrespondiert, so dass beim Zusammenwirken des Oberstempels 32 mit der Form 34, 36, 38, 40, 42, 44 ein Pressung 2 in der Gestalt eines derartigen Rotors ausbildbar ist. Die einzelnen Bestandteile 34, 36, 38, 40, 42, 44 der Form können dabei auch mehrteilig ausgestaltet sein. Die in dem Kreis angeordneten Dorne 38 können aber auch eine Krone eines einteiligen Doms bilden. Mittels des Presswerkzeugs 30 ist demnach aus dem pul- verförmigen Stoff ein Pressung 2 ausbildbar, dessen Geometrie in einer beispielhaften Veranschaulichung zu der rechten Darstellung der Fig. 2 korrespondiert.The pressing tool 30 shown schematically in FIG. 4 serves to produce a compact 2 to be sintered from a pulverulent material, wherein the pressing 2 has an embodiment of a rotor of the type described above and is useful in a wide variety of technical applications in the sintered state can, for example in the magnetic coupling mentioned above. The pressing tool 30 comprises a mold 34, 36, 38, 40, 42, 44 for receiving the powdery substance and a preferably integrally formed upper punch 32 which cooperates with the mold 34, 36, 38, 40, 42, 44. The mold preferably comprises: a die 34, a first lower punch 36, a total of eight preferably arranged in a circle arbors 38, a second lower punch 40, a third lower punch 42 and a central mandrel 44. The mandrels 38 and 44 engage during a pressing operation into the upper punch 32 to create or form the clearances 14 and the through-hole 16 shown in the right-hand illustration of FIG. 2 (see FIG. 2c). The top punch 32 and the mold 34, 36, 38, 40, 42, 44 thus have a shaping geometry which corresponds to the geometry of the rotor 2 according to the described Fig. 2c, so that in the interaction of the upper punch 32 with the mold 34th , 36, 38, 40, 42, 44 a pressure 2 in the form of such a rotor can be formed. The individual components 34, 36, 38, 40, 42, 44 of the mold can also be designed in several parts. However, the mandrels 38 arranged in the circle may also form a crown of a one-piece dome. By means of the pressing tool 30, therefore, a pressure 2 can be formed from the powder-shaped material, the geometry of which corresponds in an exemplary illustration to the right-hand representation of FIG. 2.
Aus der rechten Schnittdarstellung der Fig. 4, die einen Schnitt entlang der Schnittlinie A - A in der linken Schnittdarstellung beschreibt, ist ersichtlich, dass die Anordnung des ersten Unterstempels 36, der acht Dorne 38 und des zweiten Unterstempels 40 die Geomet- rie des Flanschabschnitts 4 der rechten Darstellung der Fig. 2 widerspiegelt.From the right-hand sectional view of FIG. 4, which describes a section along the section line A - A in the left-hand sectional view, it can be seen that the arrangement of the first lower punch 36, the eight mandrels 38 and the second lower punch 40, the geometry of the flange portion 4 of the right-hand illustration of FIG. 2 is reflected.
Bei einem vorgeschlagenen Verfahren zur Herstellung eines derartigen Presslings 2, wobei zur Durchführung des Verfahrens das Presswerkzeug 30 verwendet wird, wird ein pulverförmiger Stoff in die Form 34, 36, 38, 40, 42, 44 eingefüllt und mittels des Ober- stempeis 32, der mit der Form 34, 36, 38, 40, 42, 44 zusammenwirkt, unter Aufbringung einer Kraft zu dem Pressung 2 verpresst. Beim Verpressen entsteht dabei ein Pressung 2 in der Gestalt eines im Wesentlichen Hohlzylinders nach der rechten Darstellung der Fig. 2 (Fig. 2c). Die Geometrie der Fig. 2c dient dabei nur der beispielhaften Veranschaulichung des Verfahrens.In a proposed method for producing such a compact 2, wherein the pressing tool 30 is used for carrying out the method, a powdered substance is introduced into the mold 34, 36, 38, 40, 42, 44 and by means of the upper stem 32, the with the mold 34, 36, 38, 40, 42, 44 cooperates, applying a force to the pressing 2 pressed. During pressing, a pressure 2 in the form of a substantially hollow cylinder according to the right-hand representation of FIG. 2 (FIG. 2c) is produced. The geometry of FIG. 2c serves only as an example illustration of the method.
Der Pressung 2 erlangt daraufhin während eines Sintervorgangs seine endgültige Festigkeit, indem der verpresste pulverförmige Stoff beim Durchlaufen eines Sinterofens durch Diffusions- und Rekristallisationsvorgänge ein zusammenhängendes Kristallgefüge bildet.The pressing 2 then obtains its final strength during a sintering process, in that the compressed powdery material forms a coherent crystal structure as it passes through a sintering furnace through diffusion and recrystallization processes.
Nach einem weiteren, alternativen Verfahren kann eine entsprechend ausgestaltete Geometrie eines derartigen Rotors auch mittels einer zerteilenden, spanenden bzw. spanabhebenden und/oder umformenden Bearbeitung eines Rohlings hergestellt werden. Ferner kann auch nach einem weiteren, alternativen Verfahren die zuvor beschriebene sintertechnische Herstellung in einem Nachgang durch eine zerteilende, spanende bzw. span- abhebende und/oder umformende Bearbeitung des gesinterten Presslings ergänzt werden. Beispielsweise sei an dieser Stelle eine nachträgliche Bearbeitung des gesinterten Presslings durch einen Prägevorgang, einen Stanzvorgang und/oder einen Bohrvorgang genannt. Fig. 5 veranschaulicht diese zuvor beschriebenen, vorgeschlagenen Ausgestaltungen der jeweiligen Rotoren 2 mit einer Modifikation, die darin liegt, das vorzugsweise der Flanschabschnitt 4 mit einer Außenverzahnung 28 versehen ist, um mit einem entsprechend ausgebildeten Zahnrad, Zahnriemen oder einer entsprechend ausgebildeten Kette form- schlüssig zusammen wirken zu können. Weiterhin ist das Durchgangsloch 16 mit einer Innenverzahnung 29 versehen, die sich vorzugsweise über die gesamte Länge des Durchgangslochs 16 erstreckt, um mit einem entsprechend ausgebildeten Wellenzapfen formschlüssig zusammen wirken zu können.According to a further, alternative method, a correspondingly configured geometry of such a rotor can also be produced by means of a dividing, cutting or machining and / or forming machining of a blank. Furthermore, according to a further, alternative method, the above-described sintered production can be supplemented by a dividing, cutting or chip-removing and / or shaping treatment of the sintered compact. For example, at this point a subsequent processing of the sintered compact by an embossing process, a punching process and / or a drilling process may be mentioned. Fig. 5 illustrates these previously described, proposed embodiments of the respective rotors 2 with a modification which lies therein, preferably the flange portion 4 is provided with an external toothing 28 to form-fitting with a correspondingly formed gear, timing belt or a correspondingly formed chain to be able to work together. Furthermore, the through hole 16 is provided with an internal toothing 29, which preferably extends over the entire length of the through hole 16 in order to be able to interact positively with a correspondingly formed shaft journal.
Alternativ dazu kann auch zumindest der Flanschabschnitt 4 mit zumindest einer umlaufenden keilförmigen Nut versehen sein, um mit einem entsprechend ausgebildeten Keilriemen zusammen wirken zu können.Alternatively, at least the flange portion 4 may be provided with at least one circumferential wedge-shaped groove in order to work together with a correspondingly formed V-belt.
Alternativ oder zusätzlich dazu kann auch zumindest der Flanschabschnitt 4 mit zumin- dest einer umlaufenden ebenen oder profilierten Außenfläche versehen sein, um mit einem entsprechend ausgebildeten Flachriemen oder profilierten Flachriemen zusammen wirken zu können. Unter einer profilierten Außenfläche und einem profilierten Flachriemen sind dabei jeweils Ausgestaltungen zu verstehen, die in Bezug auf die jeweilige auf eine geometrische Ausgestaltung eine beträchtliche Freiheit einräumen. Die Profilierung der Außenfläche und/oder des Flachriemens kann dabei beispielsweise wellenförmig oder in der Gestalt mehrerer Keilprofile ausgeführt sein. Alternatively or additionally, at least the flange portion 4 may be provided with at least one circumferential flat or profiled outer surface in order to cooperate with a correspondingly formed flat belt or profiled flat belt. Under a profiled outer surface and a profiled flat belt are to be understood in each case embodiments that grant a considerable freedom with respect to the respective to a geometric configuration. The profiling of the outer surface and / or the flat belt can be carried out, for example, wavy or in the form of several splines.

Claims

Patentansprüche: claims:
1. Rotor (2) mit einer Überlastsicherung für eine Drehmomentbegrenzung, wobei die Überlastsicherung in einem Flanschabschnitt (4) des Rotors (2) umgesetzt ist, wobei der Flanschabschnitt (4) einen ersten als Außenring (8) ausgebildeten Abschnitt umfasst, der über zumindest einen Stegabschnitt (10), der einen zweiten Abschnitt des Flanschabschnitts (4) bildet, an einen dritten Abschnitt (12) des Flanschabschnitts (4) angebunden ist,1. rotor (2) with an overload protection for a torque limiter, wherein the overload protection in a flange portion (4) of the rotor (2) is implemented, wherein the flange portion (4) comprises a first outer ring (8) formed portion which at least over a web portion (10) forming a second portion of the flange portion (4) is connected to a third portion (12) of the flange portion (4),
dadurch gekennzeichnet, dasscharacterized in that
sich der Stegabschnitt (10) zumindest in einer Richtung erstreckt und bis zu einer Anbindungsfläche (A) verjüngt, die als Sollbruchstelle fungiert, an welcher der Stegabschnitt (10) bei einer definierten Überlast bricht.the web portion (10) extends at least in one direction and tapers up to a connection surface (A), which acts as a predetermined breaking point, at which the web portion (10) breaks at a defined overload.
2. Rotor (2) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich der Stegabschnitt (10) in radialer Richtung des Flanschabschnitts (4) erstreckt und bis zu der Anbindungsfläche (A) verjüngt.2. rotor (2) according to claim 1, characterized in that the web portion (10) extends in the radial direction of the flange portion (4) and tapers to the connection surface (A).
3. Rotor (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Stegabschnitt (10) in Längsrichtung des Flanschabschnitts (4) erstreckt und bis zu der Anbindungsfläche (A) verjüngt.3. rotor (2) according to claim 1 or 2, characterized in that the web portion (10) extends in the longitudinal direction of the flange portion (4) and tapers to the connection surface (A).
4. Rotor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Stegabschnitt (10) von dem Außenring (8) zu dem dritten Abschnitt (12) des Flanschabschnitts (4) bis zu der Anbindungsfläche (A) verjüngt.4. rotor (2) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the web portion (10) from the outer ring (8) to the third portion (12) of the flange portion (4) tapers to the connection surface (A) ,
5. Rotor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Stegabschnitt (10) von dem dritten Abschnitt (12) des Flanschabschnitts (4) zu dem Außenring (8) bis zu der Anbindungsfläche (A) verjüngt.5. rotor (2) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the web portion (10) from the third portion (12) of the flange portion (4) to the outer ring (8) tapers to the connection surface (A) ,
6. Rotor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stegabschnitt (10) eine konische, konvexe und/oder konkave Verjüngung aufweist. 6. rotor (2) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the web portion (10) has a conical, convex and / or concave taper.
7. Rotor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Anbindungsfläche (A) zumindest über einen Bereich der Flanschdicke (H) erstreckt.7. rotor (2) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the connection surface (A) extends over at least a portion of the flange thickness (H).
8. Rotor (2) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Anbindungsfläche (A) über die gesamte Flanschdicke (H) erstreckt.8. rotor (2) according to claim 7, characterized in that the connection surface (A) over the entire flange thickness (H) extends.
9. Rotor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zu- mindest ein erster Stegabschnitt (10) und ein zweiter Stegabschnitt (10) vorgesehen sind, die den zweiten Abschnitt des Flanschabschnitts (4) bilden.9. rotor (2) according to one of claims 1 to 8, characterized in that at least a first web portion (10) and a second web portion (10) are provided which form the second portion of the flange portion (4).
10. Rotor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich der eine Stegabschnitt (10) über den gesamten Umfang des Flanschabschnitts (4) erstreckt.10. rotor (2) according to one of claims 1 to 8, characterized in that extending a web portion (10) over the entire circumference of the flange portion (4).
11. Rotor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anbindungsfläche (A) angrenzend zu einer ersten Stirnseite (18) des Flanschabschnitts (4) ausgebildet ist.11. rotor (2) according to one of claims 1 to 10, characterized in that the connection surface (A) adjacent to a first end face (18) of the flange portion (4) is formed.
12. Rotor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Anbindungsfläche (A) angrenzend zu einer zweiten Stirnseite (20) des Flanschabschnitts (4) ausgebildet ist, die vorzugsweise planparallel zu der ersten Stirnseite (18) ausgebildet ist.12. Rotor (2) according to one of claims 1 to 11, characterized in that the connection surface (A) adjacent to a second end face (20) of the flange portion (4) is formed, which is preferably formed plane-parallel to the first end face (18) is.
13. Rotor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anbindungsfläche (A) in einem Bereich des Flanschabschnitts (4) zwischen der ersten und der zweiten Stirnseite (18, 20) ausgebildet ist.13. Rotor (2) according to one of claims 1 to 12, characterized in that the connection surface (A) in a region of the flange portion (4) between the first and the second end face (18, 20) is formed.
14. Rotor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der14. Rotor (2) according to one of claims 1 to 13, characterized in that the
Rotor (2) als ein einteiliges Bauteil ausgebildet ist.Rotor (2) is designed as a one-piece component.
15. Rotor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (2) aus zumindest zwei Teilen zusammengefügt ist. 15. Rotor (2) according to one of claims 1 to 13, characterized in that the rotor (2) is assembled from at least two parts.
16. Rotor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (2) im Wesentlichen als ein Hohlzylinder ausgebildet ist, wobei der Rotor (2) ein Durchgangsloch (16) aufweist, welches sich durch den Flanschabschnitt (4) und einen sich daran anschließenden Abschnitt (6) erstreckt.16 rotor (2) according to one of claims 1 to 15, characterized in that the rotor (2) is substantially formed as a hollow cylinder, wherein the rotor (2) has a through hole (16) which extends through the flange portion (16). 4) and an adjoining section (6).
17. Rotor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Flanschabschnitt (4) mit einer Außenverzahnung (28) versehen ist.17. Rotor (2) according to one of claims 1 to 16, characterized in that at least the flange portion (4) is provided with an external toothing (28).
18. Rotor (2) nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchgangsloch (16) mit einer Innenverzahnung (29) versehen ist.18. Rotor (2) according to claim 16 or 17, characterized in that the through hole (16) is provided with an internal toothing (29).
19. Rotor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Flanschabschnitt (4) mit zumindest einer umlaufenden keilförmigen Nut zur Aufnahme eines Keilriemens versehen ist.19. Rotor (2) according to one of claims 1 to 18, characterized in that at least the flange portion (4) is provided with at least one circumferential wedge-shaped groove for receiving a V-belt.
20. Rotor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Flanschabschnitt (4) mit zumindest einer umlaufenden ebenen oder profilierten Außenfläche zur Aufnahme eines Flachriemens oder profilierten Flach- riemens versehen ist.20. Rotor (2) according to one of claims 1 to 19, characterized in that at least the flange portion (4) is provided with at least one circumferential flat or profiled outer surface for receiving a flat belt or profiled flat belt.
21. Rotor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (2) als ein sintertechnisch hergestelltes Bauteil ausgebildet ist.21. Rotor (2) according to one of claims 1 to 20, characterized in that the rotor (2) is designed as a sintered component.
22. Verwendung eines Rotors (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 21 in einer Magnetkupplung für einen Geldautomaten.22. Use of a rotor (2) according to one of claims 1 to 21 in a magnetic coupling for an ATM.
23. Verwendung eines Rotors (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 21 in einem Fahrzeug in Verbindung mit einem Kompressor, einer Pumpe und/oder einem Anlas- ser.23. Use of a rotor (2) according to one of claims 1 to 21 in a vehicle in conjunction with a compressor, a pump and / or a Anlas- water.
24. Verwendung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Flanschabschnitt (4) des Rotors (2) als eine Überlastsicherung für eine Drehmomentbegrenzung verwendet wird, wobei die Anbindungsfläche (A) des jeweiligen Stegabschnitts (10) als eine Sollbruchstelle fungiert, an welcher der Stegabschnitt (10) bei einer definierten Überlast bricht.24. Use according to claim 22 or 23, characterized in that the flange portion (4) of the rotor (2) is used as an overload protection for a torque limiter, wherein the connection surface (A) of the respective Web section (10) acts as a predetermined breaking point at which the web portion (10) breaks at a defined overload.
25. Presswerkzeug (30) zur Herstellung eines zu sinternden Presslings (2) aus einem pulverförmigen Stoff, aufweisend:25. pressing tool (30) for producing a compact (2) to be sintered from a pulverulent material, comprising:
eine Form (34, 36, 40, 42) zur Aufnahme des pulverförmigen Stoffes, wobei die Form zumindest einen Unterstempel (36, 40, 42) und zumindest eine Matrize (34) umfasst, unda mold (34, 36, 40, 42) for receiving the powdery substance, the mold comprising at least one lower punch (36, 40, 42) and at least one die (34), and
zumindest einen Oberstempel (32) zum Verpressen des pulverförmigen Stoffes zu dem Pressung (2), wobei der Oberstempel (32) mit der Form (34, 36, 40, 42) zusammenwirkt,at least one upper punch (32) for pressing the powdery substance into the press (2), the upper punch (32) cooperating with the mold (34, 36, 40, 42),
wobei der Oberstempel (32) und die Form (34, 36, 40, 42) eine formgebende Geometrie aufweisen, welche zu der Geometrie eines Rotors (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 20 korrespondiert, so dass beim Zusammenwirken des Oberstempels (32) mit der Form (34, 36, 40, 42) ein Pressung (2) in der Gestalt eines derartigen Rotors (2) ausbildbar ist.wherein the upper punch (32) and the mold (34, 36, 40, 42) have a shaping geometry which corresponds to the geometry of a rotor (2) according to one of claims 1 to 20, so that when the upper punch (32) cooperates. with the mold (34, 36, 40, 42) a pressure (2) in the form of such a rotor (2) can be formed.
26. Presswerkzeug (30) nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Form (34, 36, 40, 42) ferner zumindest einen Dorn (38) zur Erzeugung eines Freiraumes (14) in einem Flanschabschnitt (10) des Presslings (2) aufweist.26. pressing tool (30) according to claim 25, characterized in that the mold (34, 36, 40, 42) further comprises at least one mandrel (38) for generating a free space (14) in a flange portion (10) of the compact (2) having.
27. Presswerkzeug (30) nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass die27. pressing tool (30) according to claim 25 or 26, characterized in that the
Form (34, 36, 38, 40, 42) ferner zumindest einen zentralen Dorn (44) aufweist, um einen im Wesentlichen hohlzylinderförmigen Pressung (2) mit einem Durchgangsloch (16) auszubilden, so dass beim Zusammenwirken des Oberstempels (32) mit der Form (34, 36, 38, 40, 42, 44) ein Pressung (2) in der Gestalt eines Rotors (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 20 ausbildbar ist.Mold (34, 36, 38, 40, 42) further comprises at least one central mandrel (44) to form a substantially hollow cylindrical pressure (2) with a through hole (16), so that in the interaction of the upper punch (32) with the Mold (34, 36, 38, 40, 42, 44) a pressure (2) in the form of a rotor (2) according to one of claims 1 to 20 can be formed.
28. Verfahren zur Herstellung eines zu sinternden Presslings (2) aus einem pulverförmigen Stoff, bei dem der pulverförmige Stoff in eine Form (36, 38, 40, 42, 44) eines Presswerkzeugs (30) eingefüllt und mittels zumindest eines Oberstempels (32) des Presswerkzeugs (30), der mit der Form (36, 38, 40, 42, 44) zusammenwirkt, unter Aufbringung einer Kraft zu dem Pressung (2) verpresst wird, wobei beim Verpressen ein Pressung (2) in der Gestalt eines Rotors (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 20 ausgebildet wird, wobei zur Durchführung des Verfahrens ein Presswerkzeug nach einem der Ansprüche 24 bis 26 verwendet wird. 28. A method for producing a sintered compact (2) from a powdery material, wherein the powdered material in a mold (36, 38, 40, 42, 44) of a pressing tool (30) filled and by means of at least one upper punch (32) of the pressing tool (30), which cooperates with the mold (36, 38, 40, 42, 44) is pressed by applying a force to the pressing (2), wherein during pressing a pressure (2) in the shape a rotor (2) according to any one of claims 1 to 20 is formed, wherein for performing the method, a pressing tool according to any one of claims 24 to 26 is used.
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